Способ обработки осадков сточных вод Советский патент 1982 года по МПК C02F11/02 C02F103/00 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

1

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для обработки осадков, образующихся при биологической очистке сточных вод.

Известен способ обработки осадков сточных вод, заключающийся в азробной стабилизации осадков, причем за счет использования знергии, выделяемой бактериями активного ила, температура смеси достигает 55 С и происходит обеззараживание и дегельминтизация осадков 1.

Недостатком известного способа являются плохие водоотдающие свойства стабилизированного осадка, что существенно осложняет его дальнейшее обезвоживание и утилизацию.

Наиболее близким к изобре снию по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки активного ила, заключающийся в проведении процесса аэробной стабилизации в две стадии. На перВОЙ стадии уплотненный активный ил подвергают термофильной аэробной стабилизации при 53 55°С с целью обеззараживания, на второй стадии мезофильной азробной стабилизации при с целью улучшения водоотдающих свойств стабилизированного осадагар. время пребывания уплотненного активного ила в термофильных ус ловиях - 120 ч, в мезофильных условиях - 120 ч. Удельное сопротивление фильтрации осадка после стадии термофильной аэробной стабилизации 100010 ° см/г, иловый индекс 100 мг/г, после стадии мезофильной аэробной стабилизации удельное сопротивление фильтрации стабилизированного осадка и его иловый индекс несколько снижается .

Однако в известном способе не приводятся технологические параметры термофильно-мезофильного способа азробной стабилизации смеси первичного осадка и уплотненного избыточного активного ила, а кроме того, нет конечных параметров, характеризующих водоотдающие свойстаа стабилизированного активного ила.

Показатели 98

Распад сухого вещества осадков в процессе мезофильной аэробной стабилизации осад ков, %20-25

Основными недостатками известного способа являются высокая длительность процесса аэробной стаби9296054

Для получения необходимых данных способ был воспроизведен. Данные, полученные при воспроизведении способа, приведены в таблЛ. $ Таблица

Аэробная стабилизация смеси первичного осадка и употненного избыточного активного ила

98 95 120

120

1620 500-600 BOO-iiQO

10-15

25-30 120 120

280 280 190

10-18

лизации осадков в термофильных 120 ч и мезофильных - 120 ч условиях, плохие водоотдающие свойства

метабилизированного осадка, характеризующиеся большими значениями удельного сопротивления фильтрации (250-500-10 см/г) и илового индекса (150-300-10 см/г), а также высокая стоимость обработки осадков, обусловленная длительностью стабилизации и соответствующими объемами стабилизаторов, большим расходом воздуха на аэрацию, низкой производительностью иловых площадок и значительными расходами реагентов, необходимых при подготовке стабилизированного осадка к механическому обезвоживанию (FeC a-t-5%, СаО 10-15%).

Цель изобретения - сокращение длительности процесса аэробной стабилизации, улучшение водоотдающих свойств стабилизированного осадка и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что исходные осадки уплотняют и подвергают аэробной стабилизации в термофильных в течение Ю - А8 ч, а .затем в мезофильных условиях, стабилизированный осадок уплотняют, разделяют на два потока, один из которых рециркулируют в процесс мезофильной аэробной стабилизации, а другой поток подвергают обезвоживанию.

При этом в качестве исходных осадков используют смесь уплотнённого избыточного активного ила и первичного осадка.

В качестве исходных осадков используют первичный осадок.

Кроме того, на стадию термофильной аэробной стабилизации рециркулируют обработанный в термофильных условиях осадок в количестве 30 100 от количества исходных осадков

На стадию мезофильной аэробной стабилизации рециркулируют уплотненный стабилизированный осадок в количестве 30 - 60% от количества исходных осадков.

Для аэрации в процессе аэробной стабилизации осадков используют технический кислород.

Способ осуществляют следующим образом.

Избыточный активный ил уплотняют до 18 - lO г/л и в смеси с первичным осадком (влажность 95%)5ПОДают нд стадию термофильной аэробной стабилизации, где за счет экзотермически выделяемого бактерия | актив29605 .

ного ила тепла температура поддерживается на уровне 53 - . После 10 - «З ч пребывания в термофильных условиях обеззараженную сМесь осадS кое охлаждают и подают на стадию мезофильной аэробной стабилизации куда также поступает уплотненный стабилизированный осадок в количестве 30 - 6Q% от количества не«о ходных осадков. Оставшаяся часть уплотненного стабилизированного осадка поступает на обезвоживание.

Уменьшение времени пребывания 15 исходных осадков на стадии термофильной аэробной стабилизации менее 10 ч не позволяет нагреть осадок за счет экзотермически выделяемого бактериями активного ила тепла до 20 53 - 55 С и поэтому не происходит полного обеззараживания и дегельментизации осадков. В то же время пребывание осадков на стадии термофильной аэробной стабилизации боК лее fS ч, не давая эффекта в плане обеззараживания, приводит лишь к увеличению объемов сооружения и ко- лимества воздуха, необходимого для аэрации осадков, а также к ухудшению eq30 доотдающих свойств стабилизированного осадка. Длительное, принятое в известном способе, аэрирование исходных осадков в термофильных условиях приводит к значительному J, увеличению объемов термофильных аэробных стабилизаторов и большому распаду, до 25 - 30% сухого вещества осадка. Это повышает удельный расход воздуха на аэрацию и снижали ет количество органических компонентов осадков, которые окисляются на стадии мезофильной аэробной стабилизации, что приводит к существенному ухудшению водоотдающих свойств j стабилизированного осадка, так как бактерии активного ила при недостатке питательных веществ не могут образовывать крупных упорядоченных, хлопьев.Кроме того, для поддержания оптимальной концентрации кислородй 3 мг в термофильных условиях за счет уменьшения коэффициента использования кислорода необходимо затратить в 2 раза больше воздуха,чем для достижения той же концентрации кислорода в мезофильных условиях.

Обеззараженный и дегельминтизировзнный в термофильных условиях. 7 осадок подают на стадию мезофильной аэробной стабилизации после предварительного охлаждения, обеспечивающего поддержание в мезофильных условиях температуры 20 - . Так как во время обработки исходных осадков а термофильных условиях при t 53 - 55 С происходит частичная инактивация бактерий активного ила (на 80 - 901), то для сокращения длительности процесса аэробной стабилизации осадков а мезофильных условиях и улучшения водоотдающих свойств стабилизиоовэн ного осадка процесс мезофильной аэробной стабилизации осадков ве дут в присутствии бактерий уплотнен ного активного стабилизированного осадка, рециркулируемого в начало процесса. Уменьшение количества рециркулируемого уплотненного стабилизирован ного осадка менее 30 от количества исходных осадков приводит к ухудшению водоотдающих свойств стабилизированного осадка, увеличению длительности процесса и соответстве но стоимости обработки осадков. В т же время увеличение количества рециркулируемого уплотненного стабилизированного осадка более 60% от количества исходных осадков не приводит к улучшению водоотдающих свойств, способствует лишь увеличению стоимости обработки. Процесс аэробной стабилизации в мезофильных условиях осуществляют до окисления всех экзо- и эндогенны субстратов и заканчивают при выходе удельной окислительной активности биоценоза активного ила на постоян ный эндогенный уровень. Следует отметить целесообразнос применения технического кислорода для аэрации смеси осадков как на термофильной, так и на мезофильной стадии аэробной стабилизации. В ус ловиях гепироксии существенно повы шаются скорости окисления, уменьша ются время стабилизации в 1,6-2 ра за и соответственно объемы стабили затора, улучшаются водоотдающие свойства стабилизированного осадка в 1,5 раза. Наиболее целесообразно использовать технический кислород для аэра ции термофильной стадии обработки. 5 так как за счет высоких скоростей окисления происходит более эффективный саморазогрев смеси осадка, что позволяет дополнительно сократить время пребывания смеси осадков на стадии термофильной аэробной стабилизации и соответственно объемы стабилизатора После окончания процесса аэробной стабилизации в мезофильных условиях стабилизированный осадок уплотняют в течение 6 - 8 ч до влажности 9б,8 - 98%. Удельное сопротивление фильтрации стабилизированного осадка 15-6010 см/г, иловый индекс 20 - 50 ил/г. В случае применения предлагаемого способа обработки осадков на очистных станциях, не имеющих сооружений для биологической очистки сточных вод, т.е. тех очистных станций, на которых образуется только первичный осадок или нет избыточного активного ила, для осуществления процесса термофильной аэробной стабилизации необходима рециркуляция 30 - 1001 термофильно-обработанного осадка, содержащего термофильные бактерии активного ила в начало процесса термофильной аэробной стабилизации. При рециркуляции менее 30% термофильно-обработанного осадка существенно увеличиваются время стабилизации и соответственно объемы стабилизатора, а также ухудшаются водоотдающие свойства стабилизированного осадка.В зависимости от качественных характеристик первичного осадка необходимый процент рециркуляции может быть увеличен до 100. Увеличение процента рециркуляции более 100 не уменьшает время термофильной аэробной стабилизации и не приводит к улучшению водоотдающих свойств стабилизированного осадка. Уменьшение времени уплотнения менее 6 ч непозволяет получить стабилизированный осадок с низкой влажностью, в то же время увеличение времени уплотнения более 8 ч приводит к ухудшению водоотдающих свойств стабилизированного исадка. БПК20 иловой воды стабилизированного осадка 15-20 мг/л, концентрация взвешенных веществ 10-20 мг/л. Сравнительные данные приведены в табл. 2 и 3. Наличие в обработанном в термофильный условиях осадке патогенных миккроорганизмови яиц гельЕсть Не минтов Распад сухого вещества осадков в термофильных ус3-5 6ловиях, % Удельное сопротивлениефильтрации стабилизированного осадка в мезофильных условиях (2-10° см/г) 18-20 20

Таблица2 ет Нет Нет Нет. Нет -9 10-10,5 И-13 13-15 20-23 1-22 22-23 22-23 23-26 8-50

о о о

|

о

о «м

о о см ff

о о х

о

чО 1Л

о о о

-3о

CV4 О

JО

- -3tn

о

чО

«S

оо см

о

LTV

чО ГЧ

гл

k

и

мэ

(М

СО

|-

см

о

г

оо

о

sO

см

гСО чО

ГГ

1Л

f

-:}ооГ

О го

0

т П р и м е р 1. Избыточный активный ил уплотняют в течение 6 ч до влажности 98% и в смеси с первичным осадком влажностью 96% подают на стадию термофильной аэробной ста билизации. Время термофильной аэроб ной стабилизации ЧО ч. Температура смеси осадков 55 С. Удельное сопротивление фильтрации обеззараженного в термофильных условиях осадка 3800X19 см/г, его иловый индекс kkO мл/г. Осадок охлаждают до 28 С и подают на стадию мезофильной аэробной стабилизации совместно с рециркулируемыми 60 уплотненного стабилизированного осадка. Время мезофильной аэробной стабилизации до выхода удельной окислительной активности бактерий стаби лизированного осадка на постоянный эндогенный уровень t сут. Стабилизированный осадок уплотня ют в течение 8 ч до влажности 96, Удельное coпpotивлeниe фильтрации стабилизированного осадка 40 110 °-см/ его иловый индекс 50 мл/г. Производительность иловых площадок при обезвоживании стабилизированного осадка 7 год. Расход реагентов, необходимых для,механического об езвоживания, составляет по РеС1л 1,8, по СаО 3.6. П р и м е р 2. Избыточный активный ил уплотняют в течение 10 ч до влажности 37% и подают в термофильный аэробный стабилизатор. Время термофильной обработки А8 ч. Температура смеси в термофильном стабили заторе . Обеззараженный активный ил с удельным сопротивлением фильтрации 1 20Х10° см/г и иловым индексом 260 мл/г охлаждают до 25 С и поддают в мезофильный аэробный ста билизатор в смеси с рециркулируемыми 50% уплотненного стабилизированного активного ила. Время мезофильл ной аэробной стабилизации 1,5 сут. Стабилизированный активный ил уплотняют в течение 7 ч до влажности 97 и с удельным сопротивлением фильтрации 50х10 см/г и иловым индексом 40 мл/г подают на обезвоживание. Производительность иловых площадок при этом составляет 6 год. Расход реагентов,необходимых для механического обезвоживания,составляет по FeCl 1,5%, по СаО k%. П р И М е р 3. Процесс осуществляют по примеру 1, но аэрацию в термофильном и мезофильном аэробных стабилизаторах осуществляют техническим кислородом. При этом время термофильной обработки осадков составляет 28 ч, температура смеси осад-, ков 58 С, удельное сопротивление фильтрации обеззараженного осадка 2800x10 см/г, его иловый индекс ЗбО мл/г. Обеззараженный осадок охлаждают до 25С и подают в мезофиль ный аэробный стабилизатор в смеси с рециркулируемого уплотненного стабилизированного осадка. Время мезофильной аэробной стабилизации 2 сут. Стабилизированный осадок уплотняют в течение 8 м. Влажность уплотненного стабилизированного осадка 96,3%,его удельное сопротивление фильтрации 15x10 см/г, иловый индекс 20 мл/г. Производительность иловых площадок при обезвоживании составляет 8 м /м год. Расход реагентов необходимых для механического обезвоживания по FeCl 1ч, по СаО 2,8%. Пример. Процесс осуществляют аналогично примеру 3 но аэрацию в мезофильном стабилизаторе осуществляют воздухом. Время мезофиЛьной аэробной стабилизации 3 сут. Стабилизированный осадок уплотняют в течение 6 ч до влажности 97,5%. Удельное сопротивление фильтрации уплотненного стабилизированного осадка см/г, его иловый индекс 28 мл/г. Производительность иловых площадок при обезвоживании уп лотненного стабилизированного осадка составляет 8 год. Расход реагентов,необходимых для механического обезвоживания по FeCH 1,5%, по СаО 3,2%. П р и м е р 5. Сырой осадок первичных отстойников с влажностью 95% подают в термофильный аэробный стабилйзатор. Процесс стабилизации органических компонентов сырого осадка ведут в присутствии термофильных бактерий активного ила рециркулируемых в голову термофильного стабилизатора в количестве. 50% от количества поступающего в термофильный стабилизатор сырого осадка. Время термофильной обработки 48 ч. Затем осадок охлаждают до 30 С и по